“DNA是主要的遗传物质”教学案例

张菊连

1.教材分析

《DNA是主要的遗传物质》是人教版普通高中新课程生物必修2《遗传与进化》中第3章第1节的内容。本节是在学习了有关细胞学基础（有丝分裂、减数分裂和受精作用）、阐明了染色体在亲代和子代遗传中所起的联系作用，并且了解染色体的主要成分是DNA和蛋白质的基础上来学习的。本节课以"问题探讨"的形式呈现了曾经在科学界争议了很长的问题：" DNA 和蛋白质究竟谁是遗传物质？"然后通过两个经典实验证明了遗传物质是DNA。最后教材通过烟草花叶病毒感染烟草的实验，说明有些病毒体内的核酸只有RNA没有DNA，其中的RNA就是它的遗传物质，进一步归纳出"DNA是主要的遗传物质"这一结论。

2.教学目标

知识目标

2.1 分析证明DNA是遗传物质的实验设计思路

2.2 理解DNA是主要的遗传物质

能力目标

⑴ 通过分析证明DNA是遗传物质的实验设计思路，逻辑思维能力得以提高。

⑵ 探讨实验技术在证明DNA是主要遗传物质中的作用。

情感目标

⑴ 通过总结DNA是遗传物质的科学探索过程，学习科学家严谨求实的科学态度以及对真理追求不懈的科学精神。

⑵ 遗传物质主要是DNA，也有RNA，强调了生命的物质性，树立辩证唯物主义世界观。

教学重点和难点

⑴重点：肺炎双球菌转化的实验原理和过程；噬菌体侵染细菌的原理和过程；证明DNA是遗传物质的实验的关键设计思路。

⑵难点：证明DNA是遗传物质的实验的关键设计思路。

教学过程

导入新课

我们知道，亲代与子代是以生殖细胞作为"桥梁"，通过对细胞的有丝分裂、减数

分裂和受精作用的研究，人们了解到染色体在生物的传种接代过程中能保持一定的稳定性和连续性。故人们认为染色体在遗传上有重要作用。

提问：

染色体主要由哪两种物质组成呢？究竟哪一种是遗传物质呢？

作为遗传物质应具备哪些特点呢？

学生回顾所学知识，思考回答相关问题。

设计意图：以"问题"引入新课，培养学生分析和解决问题的能力，激发探究欲望。

对遗传物质的早期推测

提问： 在20世纪早期人们普遍认为遗传物质是DNA还是蛋白质？为什么？

学生回答：蛋白质。原因：组成DNA的脱氧核苷酸只有4种而组成蛋白质的氨基酸种类有20种，蛋白质的多样性很容易和生物的多样性相联系。

设计意图：进一步激发学生对遗传物质的探究欲望。

科学家是如何证明DNA是遗传物质的呢？

DNA是遗传物质的的证据

3.肺炎双球菌的体内转化实验

3.1 学生看书，比较R型、S型肺炎双球菌

3.2 1928年，英国科学家格里菲思用肺炎双球菌在小鼠身上进行转化实验。实验步骤如下：（多媒体演示整个实验的第一步至第四步）

提问：

实验先进行第一、二步的目的是什么？可否直接进行第四步？

分析实验第一、二步说明什么？第二、三步说明什么？第三、四步说明什么？

为什么加热杀死的S菌和活的R菌混合可以导致小鼠死亡？小鼠死亡的直接原因是什么？

促进活的R菌转变为S菌的因素是什么？是否有可能是蛋白质？

本实验运用了那些科学实验方法？

该实验是否证明了DNA是遗传物质？结论是什么？

学生认真观察实验的演示过程，思考回答所提问题，得出以下结论：第一、二步起对照作用，证明R型细菌和S型细菌的作用，同时可排除使小鼠死亡的其他原因。因此，不能直接进行第四步。第一、二步说明了R型细菌不具有致死性，S型细菌具有致死性；第二、三步说明了死亡的S型细菌不具有致死性；第三、四步说明了R型活细菌与S型死细菌混合培养后产生了S型活细菌，并且这种转化的性状可以遗传。加热杀死的S菌能够促使活的R菌转变为活的S菌，即加热杀死的S菌中含有促使这一转化的活性物质──转化因子。这一转化因子不可能是蛋白质，因为蛋白质经过高温作用会变性失活。该实验不能证明DNA是遗传物质。其结论是S型细菌中有一种转化因子能使R型活细菌转化为S型活细菌。

提问 ：

这种转化因子究竟是什么物质呢？

S菌的化学成分很多，要找到转化因子，最关键的思路是什么？

学生思考、讨论得出结论：把DNA和蛋白质分开，单独地直接地观察这两种物质的作用。

证明RNA是遗传物质

病毒的重新构建和侵染的实验

烟草花叶病毒，它的基本成分就是蛋白质和RNA。1957年，格勒和施拉姆的实验：①用石炭酸处理这种病毒，把蛋白质去掉，只留下RNA，再将RNA接种到正常的烟草上，结果发生了花叶病；②如果用蛋白质部分侵染正常烟草，则不发生花叶病。此实验的结论是什么？

学生得出此实验的结论：RNA是遗传物质。

提问：综合上述所有实验，分析不同生物的遗传物质是什么？

为什么说DNA是主要的遗传物质？

学生分析讨论并进行交流。得出：具有DNA的生物体（包括真核细胞、原核细胞和只有DNA的病毒）以DNA为遗传物质；对于只含RNA的病毒来说RNA是遗传物质。所以说，绝大多数生物的遗传物质是DNA，少数是RNA。所以说DNA是主要的遗传物质。

教学反思

本节课通过学习实验探究过程，不仅让学生掌握了科学的研究方法，而且理解了"DNA是主要的遗传物质"，在教学中重点对学生进行了科学方法训练；实验内容较为抽象，上课时采用了多媒体辅助教学。有助于对实验设计思路的理解。